Sci Immunol：日光可以增强免疫系统对抗感染的能力

在一项新的突破性研究中，由来自奥克兰大学分子医学与病理学系副教授Christopher J. Hall领导的一个研究团队揭示了日光如何增强免疫系统抗感染的能力。相关研究结果发表在Science Immunology杂志上。

免疫反应具有很强的昼夜节律性，细菌清除能力的增强往往与生物体的活跃阶段同步。尽管中性粒细胞提供了大部分细胞抗菌防御功能，但人们对中性粒细胞的生物钟却知之甚少。基于此，该研究团队重点研究了人体内数量最多的免疫细胞——一种称为中性粒细胞的白细胞。这些细胞会迅速移动到感染部位，杀死入侵的细菌。

该研究团队使用斑马鱼（一种小型淡水鱼）作为模式生物，因为斑马鱼的基因构成与我们相似，而且这种鱼可以培育成透明体，便于实时观察生物过程。

Per2缺乏会增加对细菌感染的易感性

他们利用幼体斑马鱼来探索中性粒细胞的时钟基因在感染过程中的作用。中性粒细胞需要Per2来产生活性氧（ROS），并通过增强基因hmgb1a在感染时的表达来杀死细菌。Per2的Cry结合结构域是调节中性粒细胞杀菌活性所必需的，缺乏Cry1a的中性粒细胞具有更高的杀菌活性和hmgb1a在感染时的更高表达。一个具有 BMAL1 和核因子 κB 结合基团的保守顺式调节元件将 hmgb1a在感染时的表达控制在光照阶段。在中性粒细胞中 BMAL1 基序发生突变会减弱光照对杀菌活性和 hmgb1a 表达的激发效应。这些发现确定了一种光响应细胞内在计时器，它控制着抗菌活性的日时变化。

Hall说，“在早期的研究中，我们观察到在斑马鱼的早期活跃阶段，免疫反应在早上达到顶峰。我们认为这代表了一种进化反应，即在白天，宿主更加活跃，因此更有可能遭遇细菌感染。”然而，该研究团队想知道免疫反应是如何与日光同步的。这项发表新研究发现中性粒细胞拥有生物钟，能够提醒它们白天的到来，并增强它们杀死细菌的能力。

我们的大多数细胞都有生物钟，告诉它们外界的时间，以调节身体的活动。光线对生物钟的重置影响最大。Hall说，“鉴于中性粒细胞是最先被招募到炎症部位的免疫细胞，我们的发现对许多炎症性疾病的治疗具有非常广泛的意义。这一发现为开发靶向中性粒细胞生物钟的药物以提高其抗感染能力铺平了道路。”（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Lucia Du et al, A light-regulated circadian timer optimizes neutrophil bactericidal activity to boost daytime immunity, Science Immunology (2025). DOI: 10.1126/sciimmunol.adn3080.